FormationVidenskab

Elektrolytter: eksempler. Sammensætningen og egenskaberne af elektrolytter. Stærke og svage elektrolytter

Elektrolytter er de kemikalier kendt siden oldtiden. Men de fleste områder af deres ansøgning, har de vundet for nylig. Vi vil diskutere den højeste prioritet for industrien brugen af disse stoffer, og vi skal forstå, at fortiden er til stede, og adskiller sig fra hinanden. Men vi starter med en sidespring ind i historien.

historie

De ældste kendte elektrolytter - salte og syrer er åben, selv i den antikke verden. Imidlertid har den forståelse af strukturen og egenskaberne af elektrolytter udviklet sig over tid. Teori disse processer har udviklet sig siden 1880, da han blev gjort en række fund, teorier relateret til egenskaberne af elektrolytten. Der var flere kvantespring i teorier, der beskriver de mekanismer for interaktion af elektrolytterne med vand (faktisk kun i opløsning de erhverver egenskaber, der gør deres anvendelse i industrien).

Nu vil vi se nøjagtigt er flere teorier, der har haft den største indflydelse på udviklingen af begreberne elektrolytter og deres egenskaber. Lad os starte med de mest almindelige og enkle teori, at hver af os tog i skole.

Arrhenius teori om elektrolytisk dissociation

I 1887 den svenske kemiker Svante Arrhenius og russisk-tyske kemiker Wilhelm Ostwald udviklede teorien om elektrolytisk dissociation. Men også her er det ikke så enkelt. Arrhenius selv var supporter såkaldt fysisk teori af løsninger, der ikke tager højde for interaktionen af komponenter af stof med vand og hævdede, at der er frie ladede partikler (ioner) i opløsning. Af den måde, fra sådanne positioner i dag overvejer den elektrolytiske dissociation af skolen.

Vi taler alle det samme, der gør teorien, og hvordan det forklarer den mekanisme for interaktionen af stoffer med vand. Som med enhver anden opgave, det har flere postulater, den bruger:

1. I reaktionen af vand med stoffet nedbrydes til ioner (positiv - og negative kation - anion). Disse partikler udsættes for hydrering de tiltrække vandmolekyler som i øvrigt opkræves på den ene side positivt og på den anden - negative (dipol dannet) til dannelse i aqua-komplekser (solvater).

2. dissociationsprocessen er reversibel - dvs. hvis stoffet er opdelt i ioner, under indflydelse af enhver faktor, kan det igen blive en kilde.

3. Hvis forbinde elektroder til opløsningen, og lad den nuværende, vil de kationer begynde at bevæge sig til den negative elektrode - katoden og anioner til positivt ladede - anode. Det er derfor stofferne er let opløselige i vand, lede elektricitet bedre end selve vand. Af samme grund, de kaldes elektrolytter.

4. Graden af dissociation af elektrolytten karakteriserer stofandele underkastet opløsning. Denne hastighed afhænger af opløsningsmidlet og egenskaberne af det opløste stof, koncentrationen af den sidstnævnte og den ydre temperatur.

Her, i virkeligheden, og alle de grundlæggende principper i denne enkle teori. Them vi vil bruge i denne artikel for en beskrivelse af, hvad der sker i elektrolytten løsning. Eksempler på disse forbindelser Lad os undersøge lidt senere, og lad os nu overveje en anden teori.

Teori syrer og Lewis-baser

Ifølge teorien om elektrolytisk dissociation, syre - et stof til stede i en opløsning, hvis hydrogen kation og base - forbindelse nedbrydes i opløsning til en hydroxidanion. Der er en anden teori, opkaldt efter den berømte kemiker Gilbert Lewis. Det giver dig mulighed for at udvide begrebet flere syrer og baser. Ifølge Lewis teori, syren - er ionerne eller molekyler af stoffer, der har fri elektron orbitaler og er i stand til at acceptere en elektron fra et andet molekyle. Let at gætte, at baserne vil være de partikler, der er i stand til at give en eller flere af sine elektroner til "brug" syre. Her er det interessant, er, at syre eller base kan være ikke blot elektrolytten men også ethvert stof, der selv er uopløseligt i vand.

Protolytiske teori Brendsteda Lowry

I 1923, uafhængigt af hinanden, to forskere - J. og T. Lowry Brønsted -predlozhili teori, som nu aktivt anvendes af forskere til at beskrive de kemiske processer. Essensen af denne teori er, at dissociation af betydningen kommer ned til en proton overførsel fra syren base. Således er sidstnævnte forstås her som en protonacceptor. Derefter syren er deres donor. Teorien forklarer også, at der findes gode stoffer, som udviser egenskaber og syrer og baser. Sådanne forbindelser kaldes amfotere. I teorien Brønsted-Lowry for deres udtryk gælder også amfolytter, hvorimod syre eller base almindeligvis kaldes protoliths.

Vi er kommet til næste afsnit. Her vil vi vise dig, hvad forskellige stærke og svage elektrolytter, og diskutere virkningen af eksterne faktorer på deres ejendomme. Og derefter at gå videre til beskrivelsen af deres praktiske anvendelse.

Stærke og svage elektrolytter

Hvert stof reagerer med vand alene. Nogle opløse det godt (fx natriumklorid), og nogle ikke opløses (fx kridt). Således er alle stoffer opdelt i stærke og svage elektrolytter. Sidstnævnte er stoffer, der interagerer dårligt med vand og aflejret på bunden af opløsningen. Det betyder, at de har en meget lav grad af dissociation og de høje energipriser bindinger, der tillader molekylet at disintegrere i sine ioner under normale forhold. Dissociation svage elektrolytter enten foregår langsomt eller ved forøgelse af temperaturen og koncentrationen af stoffet i opløsningen.

Tal om en stærk elektrolyt. Disse omfatter alle de opløselige salte, såvel som stærke syrer og baser. De er nemme at bryde ned i ioner og er meget vanskeligt at indsamle dem i nedbør. Strømmen i elektrolytten øvrigt udføres takket være ioner, der findes i opløsningen. Derfor er de bedste ledende stærke elektrolytter. Eksempler på sidstnævnte: stærke syrer, baser, opløseligt salt.

Faktorer, der påvirker adfærd elektrolytter

Nu ser på, hvordan ændringen påvirker det eksterne miljø på stoffers egenskaber. Koncentrationen direkte påvirker graden af dissociation af elektrolytten. Desuden kan dette forhold udtrykkes matematisk. Den lov, der beskriver dette forhold, kaldet loven om fortynding af Ostwald og er skrevet som: a = (K / c) 1/2. Her, en - er graden af dissociation (taget som en fraktion), K - dissociationskonstant, forskellig for hvert stof, og med - koncentrationen elektrolytten i opløsningen. Ifølge denne formel, kan du lære en masse om sagen og dens adfærd i opløsning.

Men vi har forvildet sig fra emnet. Yderligere opkoncentrering af graden af dissociation af elektrolytten påvirker også temperaturen. For de fleste stoffer øger det forøger opløseligheden og reaktiviteten. Dette kan forklare forekomsten af visse reaktioner kun ved forhøjet temperatur. Under normale forhold, de er enten meget langsomt, eller i begge retninger (denne proces kaldes reversibel).

Vi har undersøgt de faktorer, der bestemmer opførslen af et system som en elektrolytopløsning. Nu skal vi gå videre til den praktiske anvendelse af disse uden tvivl meget vigtige kemiske stoffer.

industriel anvendelse

Selvfølgelig har alle hørt ordet "elektrolyt" som anvendt på batterierne. I et køretøj ved hjælp af blyakkumulatorer, elektrolytten, hvori udfører rollen som en 40 procent svovlsyre. For at forstå, hvorfor der er alt hvad du behøver er et stof er nødvendigt for at forstå funktionerne i batteriet.

Så hvad er princippet om driften af et batteri? I den reversible reaktion, der finder sted omdannelsen af et stof i en anden, som et resultat af hvilket elektroner frigives. Når batteriet ladningsinteraktion forekommer stoffer, som er umulig under normale forhold. Dette kan repræsenteres som akkumuleringen af magt i materialet som et resultat af en kemisk reaktion. Ved levering af den omvendte transformation begynder, hvilket reducerer systemet til dets oprindelige tilstand. Disse to processer tilsammen udgør en opladning-afladning.

Overveje den foregående fremgangsmåde er et specifikt eksempel - bly-syre-batteri. Som det er let at gætte, strømkilden består af et element, der omfatter en føring (diokisd bly og PbO 2) og en syre. Enhver batteriet består af elektroderne og rummet mellem dem er fyldt med bare elektrolytten. Da sidstnævnte, som vi har set, i dette eksempel bruger svovlsyre koncentration på 40 procent. Katoden i batteri lavet af bly dioxid, er anoden fremstillet af rent bly. Alt dette skyldes, at disse to forskellige elektroder forekommer reversible reaktioner, der involverer ioner, der er dissocieret syre:

  1. PbO 2 + SO4 2- + 4H + + 2e - = PbSO 4 + 2H 2 O (reaktionen forekommer ved den negative elektrode - katode).
  2. Pb + SO4 2- - 2e - = PbSO 4 (opstod reaktionerne ved den positive elektrode - anoden).

Hvis du læser reaktionen fra venstre mod højre - få de processer, der forekommer i løbet af afladning af batteriet, og hvis højre - mod betaling. Hver kemisk strømkilde af disse reaktioner er anderledes, men mekanismen af deres forekomst i almindelighed beskriver samme: Der er to processer, hvoraf den ene elektroner "absorberes" og den anden omvendt, "go". Det vigtigste er, at antallet af absorberede elektroner lig med antallet offentliggjort.

Faktisk, foruden batterier, der er mange anvendelser af disse stoffer. Generelt, elektrolytter, hvoraf eksempler vi har givet, - det er kun et gran af de mange forskellige stoffer, som er forenet under dette begreb. De omgiver os overalt, overalt. For eksempel den menneskelige krop. Tror du der ikke findes sådanne stoffer? Meget forkert. De findes overalt i os og udgør det største antal af blod elektrolytter. Disse indbefatter for eksempel jernioner, som er en del af hæmoglobin og hjælper transport ilt til væv i vores krop. Blood elektrolytter spiller også en central rolle i reguleringen af vand-saltbalance og arbejdet i hjertet. Denne funktion udføres ved kaliumioner og natrium (der er endnu en proces, der forekommer i celler, der er opkaldt kalium-natrium pumpe).

Ethvert stof, du er i stand til at opløse mindst en smule - elektrolytter. Og der er ingen industri og vores liv, uanset hvor de anvendes. Det er ikke kun de batterier i biler og batterier. Er enhver kemisk og fødevareforarbejdning, militære fabrikker, beklædningsgenstand fabrikker og så videre.

Elektrolytsammensætning, af den måde, er forskellige. Således er det muligt at tildele den sur og basisk elektrolyt. De adskiller sig fundamentalt i deres egenskaber: som sagt, syrer er protondonorer og alkali - acceptorer. Men over tid, de elektrolytsammensætning ændringer som følge af tab af en del af stoffet koncentrationen enten falder eller stiger (det hele afhænger af, hvad der er tabt, vand eller elektrolyt).

Hver dag bliver vi konfronteret med dem, men meget få mennesker ved præcis definition af et sådant udtryk som elektrolytter. Eksempler på specifikke stoffer, vi diskuterede, så lad os gå til lidt mere komplekse begreber.

De fysiske egenskaber af elektrolytter

Nu om fysik. Det vigtigste at forstå i studiet af dette emne - strømmen ledes til elektrolytter. Afgørende rolle i dette ved ionerne spillet. Disse ladede partikler kan migrere fra en del af afgiften opløsning til en anden. Således anioner tendens altid til den positive elektrode og kationer - til den negative. Således, ved at indvirke på den elektriske strøm opløsning, deler vi ladningerne på modsatte sider af systemet.

Meget interessante fysiske egenskaber såsom densitet. Det påvirker mange egenskaber af vore forbindelser under drøftelse. Og ofte popper spørgsmålet: "Hvordan at øge tætheden af elektrolytten" Faktisk er svaret enkelt: det er nødvendigt at sænke indholdet af løsningen vand. Da tætheden af elektrolytten bestemmes hovedsagelig tæthed af svovlsyren, det i høj grad afhænger slutkoncentrationen. Der er to måder at gennemføre planen. Den første er ganske enkel: koge elektrolytten indeholdt i batteriet. For at gøre dette, skal du oplade den, så den indvendige temperatur steg lidt over et hundrede grader Celsius. Hvis denne metode ikke virker, så fortvivl ikke, der er en anden: simpelthen erstatte den gamle ny elektrolyt. For at gøre dette, dræne den gamle opløsning til at rense indersiden af den resterende svovlsyre i destilleret vand, og derefter hælde en ny portion. Typisk er kvaliteten af elektrolytopløsninger straks have en ønsket koncentration værdi. Efter udskiftning kan glemme alt om, hvordan man kan hæve tætheden af elektrolytten.

Elektrolytsammensætning stort set bestemmer dets egenskaber. Karakteristika såsom elektrisk ledningsevne og densitet, for eksempel, er stærkt afhængige af beskaffenheden af det opløste stof og dets koncentration. Der er en separat spørgsmål om, hvor meget af elektrolytten i batteriet kan være. Faktisk er dens volumen direkte relateret til den oplyste ydelse af produktet. Jo mere svovlsyre inde i batteriet, så det er mere kraftfuld, t. E. mere spænding er stand til at producere.

Hvor er det nyttigt?

Hvis du er en bil entusiast eller bare interesseret i biler, vil du forstå alting selv. Sikkert du selv ved, hvordan man afgøre, hvor meget elektrolyt i batteriet er nu. Og hvis du er væk fra bilen, så kendskabet til egenskaberne af disse stoffer, deres anvendelse, og hvordan de interagerer med hinanden, vil ikke være overflødig. At vide dette, du er ikke forvirret, du bliver bedt om at sige, hvad elektrolytten i batteriet. Selvom selv hvis du ikke er en bil entusiast, men du har en bil, så viden om batteriets enheden vil være absolut ingen skade, og vil hjælpe dig med at reparere. Det vil være meget lettere og billigere at gøre alting selv, end at gå til bilen centrum.

Og for at lære mere om dette emne, anbefaler vi, at du tjekke kemi lærebog for skoler og universiteter. Hvis du kender denne videnskab godt og læst nok bøger, vil den bedste løsning være "Kemiske strømkilder" Varypaeva. Der er nærmere beskrevet hele teorien om batteriets levetid, en bred vifte af batterier og brint elementer.

konklusion

Vi er kommet til en ende. Lad os opsummere. Ovenfor vi diskuterede alt, som ikke sådan noget som elektrolytter: eksempler, struktur teori og egenskaberne, funktioner og applikationer. Igen skal det siges, at disse forbindelser er en del af vores liv, uden hvilken det ikke kunne eksistere, vores krop og alle områder af industrien. Du husker blodet elektrolytter? Takket være dem, vi lever. Og hvad med vores biler? Med denne viden kan vi løse ethvert problem med batteriet, som nu forstår at hæve tætheden af elektrolytten i det.

Alt umuligt at sige, men vi har ikke sat sådan et mål. Efter alt, er det ikke alle, der kan fortælles om disse fantastiske stoffer.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 da.unansea.com. Theme powered by WordPress.